機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書(完整版)一、設(shè)計(jì)題目熱處理車間零件輸送設(shè)備的傳動(dòng)裝備二、運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖11—電動(dòng)機(jī)2—V帶3—齒輪減速器4—聯(lián)軸器5—滾筒6—輸送帶三、工作條件該裝置單向傳送,載荷平穩(wěn),空載起動(dòng),兩班制工作,使用期限5年(每年按300天計(jì)算),輸送帶的速度容許誤差為±5%.四、原始數(shù)據(jù)滾筒直徑D（mm）：320運(yùn)輸帶速度V（m/s）：0.75滾筒軸轉(zhuǎn)矩T（N·m）：900五、設(shè)計(jì)工作量1減速器總裝配圖一張2齒輪、軸零件圖各一張3設(shè)計(jì)說明書一份六、設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容1.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和原始數(shù)據(jù)2.電動(dòng)機(jī)選擇3.主要參數(shù)計(jì)算4.V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算5.減速器斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算6.機(jī)座結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算7.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算8.鍵、聯(lián)軸器等的選擇和校核9.滾動(dòng)軸承及密封的選擇和校核10.潤滑材料及齒輪、軸承的潤滑方法11.齒輪、軸承配合的選擇12.參考文獻(xiàn)七、設(shè)計(jì)要求1.各設(shè)計(jì)階段完成后,需經(jīng)指導(dǎo)老師審閱同意后方能進(jìn)行下階段的設(shè)計(jì);2.在指定的教室內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì).一.電動(dòng)機(jī)的選擇一、電動(dòng)機(jī)輸入功率二、電動(dòng)機(jī)輸出功率其中總效率為查表可得Y132S-4符合要求,故選用它。Y132S-4(同步轉(zhuǎn)速，4極)的相關(guān)參數(shù)表1額定功率滿載轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量二.主要參數(shù)的計(jì)算一、確定總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比查表可得V帶傳動(dòng)單級(jí)傳動(dòng)比常用值2~4，圓柱齒輪傳動(dòng)單級(jí)傳動(dòng)比常用值為3~5，展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器。初分傳動(dòng)比為，，。二、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)本裝置從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)有三軸，依次為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ軸，則1、各軸轉(zhuǎn)速2、各軸功率3、各軸轉(zhuǎn)矩表2項(xiàng)目電機(jī)軸高速軸Ⅰ中間軸Ⅱ低速軸Ⅲ轉(zhuǎn)速1440576135.75362.706功率5.55.285.0704.869轉(zhuǎn)矩36.47687.542356.6951038.221傳動(dòng)比2.54.2433.031效率0.960.960.922三V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算一、確定計(jì)算功率查表可得工作情況系數(shù)故二、選擇V帶的帶型根據(jù)，由圖可得選用A型帶。三、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速1、初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。查表8-6和8-8可得選取小帶輪的基準(zhǔn)直徑2、驗(yàn)算帶速按計(jì)算式驗(yàn)算帶的速度因?yàn)?，故此帶速合適。3、計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑按式(8-15a)計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑根據(jù)教材表8-8，圓整得。4、確定V帶的中心距和基準(zhǔn)直徑（1）按計(jì)算式初定中心距（2）按計(jì)算式計(jì)算所需的基準(zhǔn)長度=1364mm查表可選帶的基準(zhǔn)長度（3）按計(jì)算式計(jì)算實(shí)際中心距中心距的變化范圍為。5、驗(yàn)算小帶輪上的包角6、計(jì)算帶的根數(shù)（1）計(jì)算單根V帶的額定功率由查表可得根據(jù)和A型帶，查表可得、、。故（2）計(jì)算V帶的根數(shù)Z故取V帶根數(shù)為6根7、計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值查表可得A型帶的單位長度質(zhì)量應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。8、計(jì)算壓軸力壓軸力的最小值為四減速器斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算一、高速級(jí)齒輪1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）按圖所示的傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）運(yùn)輸裝置為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度。（3）材料選擇：查表可選擇小齒輪材料為40(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS；大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。（4）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取（5）選取螺旋角，初選螺旋角2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按計(jì)算式試算即（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值①試選，由圖10-26，則有②小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩③查圖10-30可選取區(qū)域系數(shù)查表10-7可選取齒寬系數(shù)④查表10-6可得材料的彈性影響系數(shù)。⑤查圖10-21d得按齒面硬度選取小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。⑥按計(jì)算式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)⑦查圖可選取接觸疲勞壽命系數(shù)，。⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)，按計(jì)算式(10-12)得（2）計(jì)算相關(guān)數(shù)值①試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得②計(jì)算圓周速度③計(jì)算齒寬及模數(shù)④計(jì)算總相重合度⑤計(jì)算載荷系數(shù)查表可得使用系數(shù)，根據(jù)，7級(jí)精度，查表10-8可得動(dòng)載系數(shù)，由表10-4查得的值與直齒輪的相同，為1.419，故載荷系數(shù)⑥按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，按計(jì)算式得⑦計(jì)算模數(shù)3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按計(jì)算式(10-17)試算即（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值①、計(jì)算載荷系數(shù)②根據(jù)縱向重合度，查圖10-28可得螺旋角影響系數(shù)。③查圖可選取區(qū)域系數(shù)，，則有④查表取應(yīng)力校正系數(shù)，。⑤查表取齒形系數(shù)，。(線性插值法)⑥查圖10-20C可得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。⑦查圖可取彎曲疲勞壽命系數(shù)，。⑧計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)，按計(jì)算式(10-22)計(jì)算得⑨計(jì)算大、小齒輪的并加以計(jì)算大齒輪的數(shù)值較大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，故取，已可滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，于是有取，則4、幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距將中心距圓整為。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。（3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑（4）計(jì)算齒輪寬度圓整后取，。二、低速級(jí)齒輪1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）按圖所示的傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）運(yùn)輸裝置為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度。（3）材料選擇，在同一減速器各級(jí)小齒輪(或大齒輪)的材料，沒有特殊情況，應(yīng)選用相同牌號(hào)，以減少材料品種和工藝要求，故查表可選擇小齒輪材料為40(調(diào)質(zhì))，硬度為52HRC；大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為45HRC.（4）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)（5）選取螺旋角，初選螺旋角2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按計(jì)算式試算即（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值①試選②小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩③查表10-7可選取齒寬系數(shù),查圖10-26可選取區(qū)域系數(shù)，，則有④查表可得材料的彈性影響系數(shù)。⑤查圖得按齒面硬度選取小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。⑥按計(jì)算式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)⑦查圖可選取接觸疲勞壽命系數(shù)，。⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù),于是得（2）計(jì)算相關(guān)數(shù)值①試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得②計(jì)算圓周速度③計(jì)算齒寬及模數(shù)④計(jì)算總相重合度⑤計(jì)算載荷系數(shù)查表可得使用系數(shù)，根據(jù)，7級(jí)精度，查表可得動(dòng)載系數(shù)，，，故載荷系數(shù)⑥按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，按計(jì)算式得⑦計(jì)算模數(shù)3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按計(jì)算式試算即（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值①計(jì)算載荷系數(shù)②根據(jù)縱向重合度，查圖可得螺旋角影響系數(shù)。③計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)④查表可取齒形系數(shù)，。⑤查表可取應(yīng)力校正系數(shù)，。(線性插值法)⑥查圖可得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。⑦查圖可取彎曲疲勞壽命系數(shù)，。⑧計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)，按計(jì)算式計(jì)算⑨計(jì)算大、小齒輪的并加以計(jì)算大齒輪的數(shù)值較大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，故取，已可滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，于是有取，則4、幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距將中心距圓整為。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。（3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑（4）計(jì)算齒輪寬度圓整后取，。五軸的設(shè)計(jì)計(jì)算一、高速軸的設(shè)計(jì)1、求作用在齒輪上的力高速級(jí)齒輪的分度圓直徑為d2、選取材料可選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3、計(jì)算軸的最小直徑，查表可取應(yīng)該設(shè)計(jì)成齒輪軸，軸的最小直徑顯然是安裝連接大帶輪處，為使與帶輪相配合，且對(duì)于直徑的軸有一個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大5%-7%，然后將軸徑圓整。故取。4、擬定軸上零件的裝配草圖方案(見下圖)5、根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長度（1）根據(jù)前面設(shè)計(jì)知大帶輪的轂長為93mm,故取，為滿足大帶輪的定位要求，則其右側(cè)有一軸肩，故取，根據(jù)裝配關(guān)系，定（2）初選流動(dòng)軸承7307AC，則其尺寸為，故，段擋油環(huán)取其長為19.5mm,則。（3）段右邊有一定位軸肩，故取，根據(jù)裝配關(guān)系可定，為了使齒輪軸上的齒面便于加工，取。（4）齒面和箱體內(nèi)壁取a=16mm,軸承距箱體內(nèi)壁的距離取s=8mm,故右側(cè)擋油環(huán)的長度為19mm,則（5）計(jì)算可得、（6）大帶輪與軸的周向定位采用普通平鍵C型連接，其尺寸為,大帶輪與軸的配合為，流動(dòng)軸承與軸的周向定位是過渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為m6.求兩軸承所受的徑向載荷和帶傳動(dòng)有壓軸力(過軸線，水平方向)，。將軸系部件受到的空間力系分解到鉛垂面和水平面上兩個(gè)平面力系圖一圖二圖三[注]圖二中通過另加彎矩而平移到作用軸線上圖三中通過另加轉(zhuǎn)矩而平移到指向軸線同理6、求兩軸承的計(jì)算軸向力和對(duì)于型軸承，軸承的派生軸向力故7、求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷和對(duì)于軸承1對(duì)于軸承2查表可得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)分別為：對(duì)于軸承1，對(duì)于軸承2，8、求該軸承應(yīng)具有的額定載荷值因?yàn)閯t有故符合要求。9、彎矩圖的計(jì)算水平面：,N,則其各段的彎矩為：BC段：由彎矩平衡得M-CD段：由彎矩平衡得鉛垂面：則其各段彎矩為：AB段：則BC段：則CD段：則做彎矩圖如下從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面是軸的危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算出的截面處的、及的值列于下表表3載荷水平面垂直面支持力彎矩總彎矩扭矩10、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險(xiǎn)截面)的強(qiáng)度。根據(jù)計(jì)算式及上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表可得，因此，故安全。11、鍵的選擇和校核高速軸上與大帶輪相配合的軸上選擇鍵連接，由于大帶輪在軸端部，故選用單圓頭平鍵（C型）根據(jù)，從表6-1中查得鍵的截面尺寸為：寬度：高度：,由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長為：鍵、軸承和輪轂材料都為鋼查表可得取其平均植，鍵的工作長度鍵和輪轂鍵槽的接觸高度則，故合適。所以選用：鍵CGB/T1096-200312、確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，各軸肩處圓角半徑為2。二、中間軸的設(shè)計(jì)1、求作用在齒輪上的力因?yàn)楦咚佥S的小齒輪與中速軸的大齒輪相嚙合，故兩齒輪所受的、、都是作用力與反作用力的關(guān)系，則大齒輪上所受的力為中速軸小齒輪上的三個(gè)力分別為2、選取材料可選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3、計(jì)算軸的最小直徑，查表可取軸的最小直徑顯然是安裝軸承處，為使軸承便于安裝，且對(duì)于直徑的軸有一個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大5%-7%，然后將軸徑圓整。故取。4、擬定軸上零件的裝配草圖方案(見下圖)5、根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長度（1）初選滾動(dòng)軸承7008AC,則其尺寸為：故用擋油環(huán)定位軸承，故段右邊有一定位軸肩，故低速級(jí)小齒輪與箱體內(nèi)壁距離為16,與箱體內(nèi)壁距離為8，故左邊擋油環(huán)長為24，則（2）低速級(jí)小齒輪輪轂為95，即取兩齒面的距離為8，即（3）右邊也用擋油環(huán)定位軸承和低速級(jí)大齒輪，故。段軸長略短與其齒輪轂長，又轂長為55，故取、、各有一定位軸肩，故依次可?。?）計(jì)算可得6、軸上零件的周向定位低速級(jí)大齒輪的軸采用普通平鍵A型連接。其尺寸為齒輪與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是過渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為。求兩軸承所受的徑向載荷和將軸系部件受到的空間力系分解到鉛垂面和水平面上兩個(gè)平面力系圖一圖二圖三7、求兩軸承的計(jì)算軸向力和由齒輪中計(jì)算得，對(duì)于型軸承，軸承的派生軸向力算得所以8、求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷和對(duì)于軸承1對(duì)于軸承2查表可得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)分別為：對(duì)于軸承1，對(duì)于軸承2，9、求該軸承應(yīng)具有的額定載荷值因?yàn)閯t有故符合要求。10、彎矩圖的計(jì)算水平面：。AB段：則即BC段：則CD段：則。鉛垂面：AB段：BC段：CD段：做彎矩圖如下從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面是軸的危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算出的截面處的、及的值列于下表表4載荷水平面垂直面支持力彎矩總彎矩扭矩11、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險(xiǎn)截面)的強(qiáng)度。根據(jù)計(jì)算式及上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表可得，，故安全。12、鍵的選擇和校核一般的8級(jí)以上精度的齒輪有空心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接，由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A型）取鍵長，鍵、軸承和輪轂材料都為鋼查表可得取其平均植，鍵的工作長度鍵和輪轂鍵槽的接觸高度則，故合適。所以選用：鍵GB/T1096-200313、確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，各軸肩處圓角半徑見365頁……三、低速軸的設(shè)計(jì)1、求作用在齒輪上的力因?yàn)楦咚佥S的小齒輪與中速軸的大齒輪相嚙合，故兩齒輪所受的、、都是作用力與反作用力的關(guān)系，則2、選取材料可選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3、計(jì)算軸的最小直徑，查表可取軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相配合，且對(duì)于直徑的軸有兩個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大10%-15%，然后將軸徑圓整，故取。并選取所需的聯(lián)軸器型號(hào)聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表可得，考慮到轉(zhuǎn)矩變化小，故取其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑，長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度4、擬定軸上零件的裝配草圖方案(見下圖)5、根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長度①為了滿足半聯(lián)軸器安裝的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制出一軸肩，故Ⅱ-Ⅲ段的直徑。②查手冊(cè)99頁，選用型彈性柱銷聯(lián)軸器L③初選滾動(dòng)軸承7051AC，則其尺寸為故左邊軸承安裝處有擋油環(huán)，取其長度為20mm，則④擋油環(huán)右側(cè)用軸肩定位，故可取⑤取齒面與箱體內(nèi)壁距離軸承座距箱體內(nèi)壁距離為。用擋油環(huán)對(duì)齒面定位時(shí)，為了使油環(huán)可靠的壓緊齒輪，段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取所以?、摭X輪左側(cè)用軸肩定位，取則，軸換寬度，取。⑦由裝配關(guān)系可確定⑧計(jì)算得，，。6、軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用普通平鍵型連接。軸與齒輪連接采用平鍵，L=70，齒輪輪轂與軸的配合為。同樣半聯(lián)軸器與軸連接，采用鍵。半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為。7、軸上齒輪所受切向力，徑向力，軸向力，。8、求兩軸承所受的徑向載荷和將軸系部件受到的空間力系分解到鉛垂面和水平面上兩個(gè)平面力系圖一圖二圖三9、求兩軸承的計(jì)算軸向力和對(duì)于型軸承，軸承的派生軸向力故10、求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷和，。查表可得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)分別為：對(duì)于軸承1，

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)書機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：輸送傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖：原始數(shù)據(jù)：參數(shù)輸出軸功率P/kW輸出軸轉(zhuǎn)速n（r/min）數(shù)據(jù)5.570工作條件：輕微振動(dòng)載荷；單向傳動(dòng)；室內(nèi)工作。使用期限：長期使用。生產(chǎn)批量：成批。工作機(jī)速度（或轉(zhuǎn)速）允許誤差：±5%。設(shè)計(jì)工作量：1.減速器裝配圖1張（A0或A1）；2.零件工作圖：低速軸、大齒輪，共2張。第二部分選擇電動(dòng)機(jī)2.1電動(dòng)機(jī)類型的選擇按照工作要求和工況條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，電壓為380V，Y型。2.2確定傳動(dòng)裝置的效率查表得：滾動(dòng)軸承的效率：η2=0.98閉式圓柱齒輪的效率：η3=0.98開式圓柱齒輪的效率：η4=0.95V帶的效率：ηv=0.96總效率ηa=ηv·η23·η3·η4=0.8492.3選擇電動(dòng)機(jī)容量工作機(jī)所需功率為電動(dòng)機(jī)所需額定功率:輸出軸轉(zhuǎn)速：查課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表選取推薦的合理傳動(dòng)比范圍，V帶傳動(dòng)比范圍為：2～4，一級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍為：3～6，開式圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍為：4～6，因此合理的總傳動(dòng)比范圍為：24～144。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可以選擇的范圍為nd=ia×nw=(24～144)×70=1680～10080r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、價(jià)格、重量、和減速器、開式齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比等因素，選定電機(jī)型號(hào)為：Y132S2-2的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率Pen=7.5kW，滿載轉(zhuǎn)速為nm=2915r/min，同步轉(zhuǎn)速為nt=3000r/min。方案電機(jī)型號(hào)額定功率(kW)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速(r/min)1YE3-Y160L-87.57507202Y160M-67.510009703Y132M-47.5150014404Y132S2-27.530002900圖3-1電機(jī)尺寸中心高外形尺寸地腳安裝尺寸地腳螺栓孔直徑軸伸尺寸鍵部位尺寸HL×HDA×BKD×EF×G132475×315216×1401238×8010×332.4確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比（1）總傳動(dòng)比的計(jì)算由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速nw，可以計(jì)算出傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為：（2）分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比取普通V帶的傳動(dòng)比：iv=3取開式圓柱齒輪傳動(dòng)比：ic=4減速器傳動(dòng)比為2.5動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算1.電機(jī)軸的參數(shù)2.高速軸的參數(shù)3.低速軸的參數(shù)4.工作機(jī)軸的參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩列于下表軸名稱轉(zhuǎn)速n/(r/min)功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/(N?m)電機(jī)軸29156.6821.88高速軸971.676.3562.41低速軸280.026.1208.04工作機(jī)軸70.015.74782.99第三部分V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1.求計(jì)算功率Pc由表9-7,查得工作情況系數(shù)KA=1.1可得2.選擇帶型根據(jù)Pca=7.35kW，和小帶輪轉(zhuǎn)速n1=2915,由圖9-8，選用A型。3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑由表9-3取小帶輪dd1=90mm則由大帶輪的基準(zhǔn)直徑由表9-3，取dd2=280mm。4.驗(yàn)算帶速在5m/s～25m/s范圍內(nèi),帶速合適。5.中心距與帶長初選中心距為a0=560mm則帶長由表9-2，選用帶的基準(zhǔn)長度Ld=1750mm計(jì)算實(shí)際中心距6.驗(yàn)算小帶輪包角適合7.確定v帶的根數(shù)查表9-4和9-5,用查得P0=1.66kW,?P0=0.352kW查表9-6可得Kα=0.952查表9-2得KL=1由此可得取z=48.求單根v帶的初拉力F0根據(jù)表9-1查得q=0.105kg/m9.計(jì)算作用在軸上的壓力(1)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）小帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小帶輪的軸孔直徑d=38mm因?yàn)樾л哾d1=90小帶輪結(jié)構(gòu)選擇為實(shí)心式。因此小帶輪尺寸如下：代號(hào)名稱計(jì)算公式代入數(shù)據(jù)尺寸取值內(nèi)孔直徑d電機(jī)軸D=38mm38mm分度圓直徑dd190mmdadd1+2ha90+2×2.7595.5mm輪轂直徑d1(1.8～2)d(1.8～2)×3876mmB(z-1)×e+2×f(4-1)×15+2×963mmL(1.5～2)d0(1.5～2)×d076mm2）大帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大帶輪的軸孔直徑d=22mm因?yàn)榇髱л哾d2=280mm因此大帶輪結(jié)構(gòu)選擇為孔板式。因此大帶輪尺寸如下：代號(hào)名稱計(jì)算公式代入數(shù)據(jù)尺寸取值內(nèi)孔直徑d高速軸D=22mm22mm分度圓直徑dd1280mmdadd1+2ha280+2×2.75285.5mm輪轂直徑d1(1.8～2)d(1.8～2)×2244mmB(z-1)×e+2×f(4-1)×15+2×963mmL(1.5～2)d0(1.5～2)×d044mm腹板內(nèi)徑drd2-2(hf+δ)280-2×(8.7+6)251mmC0.25×B0.25×6315.75mm圖4-2大帶輪結(jié)構(gòu)示意圖(2)主要設(shè)計(jì)結(jié)論選用A型V帶4根，基準(zhǔn)長度1750mm。帶輪基準(zhǔn)直徑dd1=90mm，dd2=280mm，中心距控制在a=550～628mm。單根帶初拉力F0=128.6N。帶型AV帶中心距576mm小帶輪基準(zhǔn)直徑90mm包角161.1°大帶輪基準(zhǔn)直徑280mm帶長1750mm帶的根數(shù)4初拉力128.6N帶速13.73m/s壓軸力1014.84N第四部分減速器齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1.材料選擇帶式輸送機(jī)的工作載荷比較平穩(wěn)，對(duì)減速器的外廓尺寸沒有限制，因此為了便于加工選擇軟齒面齒輪傳動(dòng)，小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面平均硬度240HBS；大齒輪選用45鋼，正火處理，齒面平均硬度為190HBS。2.參數(shù)選擇(1)齒數(shù)由于采用軟齒面閉式傳動(dòng)，故取Z1=30，Z2=i×Z1=3.47×30=103。(2)齒寬系數(shù)兩支承相對(duì)齒輪為對(duì)稱，且兩輪均為軟齒面，查表7-4，取φd=1(3)載荷系數(shù)因?yàn)檩d荷比較平穩(wěn)，齒輪為軟齒面，支承對(duì)稱，故取K=1.3。(4)齒數(shù)比齒數(shù)比u=i=3.47。3.確定許用應(yīng)力小齒輪的齒面平均硬度為240HBS。許用應(yīng)力可根據(jù)7-3通過線性插值來計(jì)算，即大齒輪的齒面平均硬度為190HBS，由表7-3用線性插值求得許用應(yīng)力分別為[σ]H2=490MPa，[σ]F2=291MPa4.計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩取較小的許用接觸應(yīng)力[σ]H帶入式（7-28）中，得小齒輪的分度圓直徑為齒輪的模數(shù)為4.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算由齒數(shù)z1=30，z2=103，查表7-5，得復(fù)合齒形系數(shù)YFS1=4.12，YFS2=3.962。復(fù)合齒形系數(shù)與許用彎曲應(yīng)力的比值為因?yàn)閅FS2/[σ]F2較大，故一次比值帶入式（7-22）中，得齒輪的模數(shù)為取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1，由式（10-14）得兩者取較大值，所以①試算齒輪模數(shù)5.確定模數(shù)由上述計(jì)算結(jié)果可見，該齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度較薄弱；故應(yīng)以m≥1.931mm為準(zhǔn)。根據(jù)表7-1，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2當(dāng)計(jì)算所得模數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)相差較大時(shí)，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)后使得齒輪尺寸增大較多，這時(shí)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整齒數(shù)或（和）齒寬系數(shù)，使計(jì)算所得模數(shù)接近標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。(1)確定中心距(2)分度圓直徑(3)確定齒寬故取b2=60mm，b1=b2+(5～10)mm、可取b1=65mm6.確定傳動(dòng)尺寸(1)計(jì)算中心距(2)計(jì)算小、大齒輪的分度圓直徑(3)計(jì)算齒寬取B1=65mmB2=60mm(4)齒輪的圓周速度選用7級(jí)精度是合適的主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)z1=30，z2=103，模數(shù)m=2mm，壓力角α=20°，中心距a=133mm，齒寬B1=65mm、B2=607.計(jì)算齒輪傳動(dòng)其它幾何尺寸①計(jì)算齒頂高、齒根高和全齒高②計(jì)算小、大齒輪的齒頂圓直徑③計(jì)算小、大齒輪的齒根圓直徑8.齒輪參數(shù)和幾何尺寸總結(jié)代號(hào)名稱計(jì)算公式小齒輪大齒輪模數(shù)m22螺旋角β左旋0°0'0"右旋0°0'0"齒頂高系數(shù)ha*1.01.0頂隙系數(shù)c*0.250.25齒數(shù)z30103齒寬B6560齒頂高h(yuǎn)am×ha*22齒根高h(yuǎn)fm×(ha*+c*)2.52.5分度圓直徑d60206齒頂圓直徑dad+2×ha64210齒根圓直徑dfd-2×hf55201中心距a133133第五部分開式圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1.材料選擇由于要求結(jié)構(gòu)緊湊，故采用硬齒面齒輪傳動(dòng)，小齒輪選用20Cr，滲碳淬火處理，齒面平均硬度600HRC；大齒輪選用40Cr，表面淬火處理，齒面平均硬度為52HRC。2.參數(shù)選擇1）齒數(shù)由于采用硬齒面閉式傳動(dòng)，故取Z1=23，Z2=i×Z1=4×23=93。2）齒寬系數(shù)兩支承相對(duì)齒輪為懸臂，且兩輪均為硬齒面，查表7-4，取φd=0.63）載荷系數(shù)因?yàn)檩d荷比較平穩(wěn)，齒輪為硬齒面，支承懸臂，故取K=1.3。4）齒數(shù)比齒數(shù)比u=i=4。3.確定許用應(yīng)力小齒輪的齒面平均硬度為60HRC。即大齒輪的齒面平均硬度為52HRC，由表7-3用線性插值求得許用應(yīng)力分別為[σ]H2=1184MPa，[σ]F2=723MPa4.計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩取較小的許用接觸應(yīng)力[σ]H帶入式（7-28）中，得小齒輪的分度圓直徑為齒輪的模數(shù)為2.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算由齒數(shù)z1=23，z2=93，查表7-5，得復(fù)合齒形系數(shù)YFS1=4.27，YFS2=3.967。復(fù)合齒形系數(shù)與許用彎曲應(yīng)力的比值為因?yàn)閅FS1/[σ]F1較大，故一次比值帶入式（7-22）中，得齒輪的模數(shù)為取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1，由式（10-14）得兩者取較大值，所以①試算齒輪模數(shù)3.確定模數(shù)由上述計(jì)算結(jié)果可見，該齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度較薄弱；故應(yīng)以m≥2.453mm為準(zhǔn)。根據(jù)表7-1，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3當(dāng)計(jì)算所得模數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)相差較大時(shí)，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)后使得齒輪尺寸增大較多，這時(shí)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整齒數(shù)或（和）齒寬系數(shù)，使計(jì)算所得模數(shù)接近標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。(1)確定中心距(2)分度圓直徑(3)確定齒寬故取b2=45mm，b1=b2+(5～10)mm、可取b1=50mm4.確定傳動(dòng)尺寸(1)計(jì)算中心距(2)計(jì)算小、大齒輪的分度圓直徑(3)計(jì)算齒寬取B1=50mmB2=45mm(4)齒輪的圓周速度選用8級(jí)精度是合適的主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)z1=23，z2=93，模數(shù)m=3mm，壓力角α=20°，中心距a=174mm，齒寬B1=50mm、B2=45小齒輪所受的圓周力（d5為小齒輪的分度圓直徑）小齒輪所受的徑向力5.計(jì)算齒輪傳動(dòng)其它幾何尺寸①計(jì)算齒頂高、齒根高和全齒高②計(jì)算小、大齒輪的齒頂圓直徑③計(jì)算小、大齒輪的齒根圓直徑6.齒輪參數(shù)和幾何尺寸總結(jié)代號(hào)名稱計(jì)算公式小齒輪大齒輪模數(shù)m33螺旋角β右旋0°0'0"左旋0°0'0"齒頂高系數(shù)ha*1.01.0頂隙系數(shù)c*0.250.25齒數(shù)z2393齒寬B5045齒頂高h(yuǎn)am×ha*33齒根高h(yuǎn)fm×(ha*+c*)3.753.75分度圓直徑d69279齒頂圓直徑dad+2×ha75285齒根圓直徑dfd-2×hf61.5271.5中心距a174174第六部分傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸承及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)6.1高速軸設(shè)計(jì)計(jì)算(1)輸入軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1P1=6.35kW；n1=971.67r/min；T1=62.41N?m(2)初步確定軸的最小直徑：先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，根據(jù)表，取A0=112，于是得輸入軸的最小直徑是安裝大帶輪處的軸徑，由于安裝鍵將軸徑增大5%故選取:d12=22mm(3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖圖7-1高速軸示意圖①為了滿足大帶輪的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制出一軸肩，故取Ⅱ-Ⅲ段的直徑d23=27mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=32mm。大帶輪輪轂寬度L=44mm,為了保證軸端擋圈只壓在大帶輪上而不壓在軸的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的長度應(yīng)比大帶輪輪轂寬度L略短一些，現(xiàn)取l12=42mm。(4)初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承受徑向力的作用，故選用圓錐滾子02系列軸承。參照工作要求并根據(jù)d23=27mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選擇圓錐滾子02系列軸承30206，其尺寸為d×D×T=30×62×17.25mm，故d34=d78=30mm，則l34=l78=T=17.25mm。由手冊(cè)上查得30206型軸承的定位軸肩高度h=3mm，因此，取d45=d67=36mm。(5)由于齒輪的直徑較小，為了保證齒輪輪體的強(qiáng)度，應(yīng)將齒輪和軸做成一體而成為齒輪軸。所以l56=65mm，d56=64mm(6)根據(jù)軸承端蓋便于裝拆，保證軸承端蓋的外端面與外接傳動(dòng)部件有一定距離，取l23=64.75mm。(7)取小齒輪距箱體內(nèi)壁之距離Δ=10mm?？紤]箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=5mm，則至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。軸段1234567直徑22273036643630長度4264.7517.2515651517.25小齒輪所受的圓周力（d1為小齒輪的分度圓直徑）小齒輪所受的徑向力根據(jù)30206圓錐滾子02系列查手冊(cè)得壓力中心a=13.8mm第一段